مقایسه اسکلت بتنی و فلزی
استفاده از اسکلت فلزی و بتنی همچنان رایج است و هیچ کدام نتوانسته بردیگری ارجعیت داشته باشد. معمولا در ساختمان های بسیاربلند و مرتفع یا برجها از اسکلت فلزی استفاده می کنند چرا که ساخت اسکلت بتنی برای چنین سازه هایی دشوار و بسیار زمانبر است. از طرفی اسکلت بتنی در ساخت تونل ها، پل ها و ساختمان های کوچکتر رایج بیشتر رواج دارد.
ساختمان فلزی محکم تر است یا ساختمان بتنی؟
به ساده ترین روش ممکن تفاوت این دو سیستم را بررسی می کنیم:
1-اسکلت فلزی یا بتنی در برابر زلزله
معمولا این باورغلط وجود دارد که ساختمان اسکلت فلزی دربرابرزلزله مقاوم تر است و یا برعکس.این ایده اصولا اشتباه است بدین صورت که هم سیستم بتنی و هم سیستم فلزی را می توان برای مقاومت های مختلف طراحی نمود که هردونیز به صورت مورد نظر در زلزله عمل می کند. در حقیقت عامل مهم، طراحی صحیح سازه است. البته لازم به ذکر است که سیستم های اسکلت بتنی به دلیل افزایش وزن سازه، در زلزله، نیروی بیشتری را متحمل می شوند.
2-طول عمر
این واقعیت وجود دارد که سازه های بتنی دارای عمرطراحی هستند بدین مفهوم که یک سازه بتنی برای عمری معین طراحی می شود گرچه این عمر 50 یا 60 ساله باشد. بتن با گذشت عمر دچار افت و خزش می شود که نهایتا باعث تاثیر منفی در عملکرد سازه هنگام وقوع زلزله می شود. اما در سازه فلزی مشکل افت مقاومت با افزایش عمروجود ندارد و این یک مزیت برای اسکلت فلزی محسوب می شود.
3-ارزش اسقاط
معمولا در ساخت و سازهای رایج درکشور به مسئله اسقاط سازه کمتر توجه می شود بدین مفهوم که در زمان تخریب سازه ساختمان های فلزی دارای ارزش اسقاط به مراتب بالاتر و هزینه تخریب کمتر می باشند. که این نیز می تواند یک مزیت برای اسکلت فلزی محسوب شود.
4-مقاومت فولاد در برابر آتش سوزی
مقاومت فولاد در برابر آتش سوزی پایین می باشد بدین صورت که با گرم شدن مقاومت خود را از دست می دهد در صورتی که اسکلت بتنی مقاوم به مراتب بیشتری در برابر آتش ازخود نشان می دهد. البته لازم به ذکر است با ایجاد تمهیداتی در سازه فلزی که بعضا هزینه بر نیز می باشند می توان مقاومت آن را در برابر آتش افزایش داد. بنابراین مقاومت بیشتر اسکلت بتنی در آتش سوزی به عنوان یک مزیت قلمداد می گردد.
5-سهولت در اجرا
مطلب مهم در انتخاب سیستم سازه باربرفلزی و یا بتنی امکانات اجرای سازه در زمان ساخت است.اسکلت فلزی به علت حساسیت در عملیات برش کاری، جوشکاری، حمل و نصب، تخصص و دقت بیشتری را نسبت به اجرای اسکلت بتنی می طلبد.بنابراین باید پذیرفت که اجرای سازه بتنی نسبت به سازه فلزی نیازبه تخصص و مهارت و نظارت و کنترل کمتری دارد و با توجه به وضع موجود کشور ما این یک مزیت برای سازه بتنی محسوب می شود.
6-تفاوت قیمت اسکلت فلزی و بتنی
فولاد استفاده شده در ساخت یک سازه فولادی دارای یک مقاومت مشخص در صورت طراحی صحیح، نسبت به فولاد استفاده شده در سازه بتنی دارای همان مقدار مقاومت، معمولا درحدود 30 درصد بیشتر می باشد. ازاین رو هزینه اجرای اسکلت فلزی بالاتر می باشد. بنابراین کارفرمایانی که به دنبال کاهش هزینه در ساخت هستند اسکلت بتنی گزینه مناسب تری می باشند.
7-زمان اجرا
سازه های فلزی به دلیل اجرای همزمان طبقات از سرعت پیشرفت بیشتری نسبت به سازه های بتنی برخوردار می باشند.همچنین در صورت ساخت اسکلت فلزی در کارخانه مدت زمان اجرا به صورت بیشتری نیزکاهش می یابد. اما در اسکلت بتنی با توجه به اجرای هرطبقه بعد از طبقه زیرین و همچنین رعایت زمان گیرش اولیه بتن سرعت پیشرفت به مراتب کمتر می باشد. همچنین سرعت بالا دراجرای سازه فلزی باعث کاهش هزینه های بالاسری و زمان بهره برداری پروژه می گردد که باعث جبران بخشی از هزینه های گرانتر ساخت می باشد.
8-معماری
ستونهای فلزی به خصوص در ساختمان های بلند درطبقات پائینی دارای ابعاد کوچک تری می باشند و به دلیل قرارگرفتن پارکینگ در طبقات زیرین این یک مزیت محسوب می شود.همچنین در بناهای متداول، سازه های فولادی دارای محدودیت کمتری نسبت به سازه بتنی در طراحی می باشند مانند فاصله ستونها و دهانه ها. از این رو اسکلت فلزی امکان سازه های خاص را فراهم می کند.
مزایای سازه های بتنی
1-بدلیل امکان شکل پذیری آرماتور و بتن تازه و قالب، اعضاء این سازه ها را می توان در مقاطع مختلف اجرا نمود.
2-این سازه ها در مقابل آتش سوزی ازخود مقاومت نشان می دهد.
3-این سازه ها در مقابل شرایط مختلف آب و هوایی مقاوم بوده و در صورت اجرای صحیح پوشش بتن، رطوبت هیچ آسیبی به آن وارد نخواهد کرد.
4-این سازه ها نسبت به سازه های فلزی از یک صلبیت بیشتری برخوردار هستند.
5-مصالح سنگی و سیمان معمولا آسان تر از سایر مصالح در دسترس می باشد.
معایب سازه های بتنی
1-اجرای آرماتوربندی و قالب بندی در این سازه ها نیاز به تخصص و صرف زمان بیشتری نسبت به سایرسازه ها دارد.
2-بدلیل افزایش مقطع اعضاء این سازه ها، وزن آن بیشتر از سازه های فلزی می باشد.
3-بدلیل نیاز به آزمایش مستمر بتن، در محل اجرای این سازه ها باید آزمایشگاه های مکانیک خاک در دسترس باشد.
مزایای سازه های فلزی
1-سازه های فلزی به علت امکان مونتاژ اسکلت قبل از نصب و لزوم اجرای همزمان و بدون وقفه اسکلت، در مقایسه با سایر سازه ها از سرعت عمل بالاتری برخوردار است.
2-به دلیل همگن بودن تیر و ستون و بادبند به عنوان اعضاء اصلی اسکلت این نوع سازه ها دارای یکپارچگی مناسب تری نسبت به سایر سازه ها می باشد و به همین علت نیز نتیجه محاسبات سازه ای فاصله نزدیک تری به مقاومت واقعی این نوع سازه ها دارد.
3-به دلیل نوع اتصال اعضاء تیر و ستون، امکان توسعه طبقات در این نوع سازه ها به شکل مناسب تری و قابل قبول تری وجود دارد..
4-مقاومت زیاد: مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر می باشد و به این علت در دهانه های بزرگ سوله ها ، ساختمان های مرتفع و ساختمان هایی که بر زمین های سست قرار می گیرند حائزاهمیت فراوان می باشند.
معایب سازه های فلزی
1-با توجه به اینکه تیر و ستون و بادبند این نوع سازه ها فلزی بوده و لیکن دیافراگم سقف به صورت بتنی دال یک طرفه یا دو طرفه اجرا می گردد که این موضوع باعث ایجاد بک نوع ناهنگنی میان تیر و سقف گردیده که اتصال صحیح و کامل آن ها با مشکل مواجه می نماید و جهت رفع این نقص می بایست تمام نکات فنی و آیین نامه ای محل اتصال تیر و سقف رعایت گردد.
2-بدلیل تاثیر شرایط آب وهوایی برکیفیت جوش و افزایش سرعت زنگ زدگی اسکلت و لزوم اجرای اتصالات در شرایط مناسب آب و هوایی معمولا اجرای اسکلت این نوع سازه ها با یک محدودیت آب و هوایی اجرا گردد.
3-بدلیل تغییر شکل اسکلت فلزی در حرارت بالا، در زمان آتش سوزی این نوع سازه ها با یک تغییرشکل و تخریب ناشی از آن مواجه خواهند شد.
4-بدلیل زنگ زدگی و پوسیدگی ناشی از اکسید شدن، این نوع سازه ها در دراز مدت دچار پوسیدگی عمیق و کاهش سطح مقطع شده و با کاهش مقاومت این نوع سازه ها نسبت به بارهای وارده مواجه خواهند شد.
